О свободном информационном обмене между CAD и GIS
Вниманию читателей предлагается статья Альберта Шультхайсса, посвященная проблемам автоматизации городского планирования, которые в числе прочих будут рассмотрены участниками конгресса "Build IT Berlin-2001".
"Геоинформационная система - это компьютеризированная система, состоящая из электронных устройств, программного обеспечения, баз данных и различных приложений. Данная система позволяет осуществлять цифровую запись, редактирование, хранение, реорганизацию, моделирование, анализ, а также представление как в алфавитно-цифровой, так и в графической форме пространственных данных." Таково определение GIS, предложенное авторами Биллем и Фричем в их труде 1991 г. Однако эффективное использование геоданных возможно лишь в случае интероперабельности данных.
В соответствии с опубликованными в апреле 2000 г. результатами исследований, которые провел творческий коллектив "Computers in urban planning work group", муниципалитеты всех населенных пунктов земли Баден-Вюртемберг с более чем 10-тысячным населением оснащены CAD- и GIS-системами.
Термин "CAD" (сomputer aided design) появился в конце 50-х гг. и первоначально относился лишь к компьютерному черчению в составе такой технологии, как автоматическое изготовление различных деталей на станках с программным управлением.
Более широкая интерпретация термина относится к периоду активизации разработки новых программ и методов проектирования. Первоначально используемые в машиностроении, позже - и в других отраслях промышленности, методы CAD стремительно вытесняли ручные процессы конструирования и проектирования. В 70-80-е гг. волна компьютеризации достигла, наконец, архитектурных и градостроительных мастерских.
Возможности первых CAD-систем были существенно ограничены и не простирались далее изображения основных геометрических элементов (точек, линий, в частности, окружностей и дуг) в декартовой системе координат, манипуляций с ними (сдвиг, поворот, масштабирование, зеркальное отображение, копирование) и их измерения. Можно сказать, что на данном этапе системы эти были не более "умными", чем обычная чертежная доска.
Специально разработанные для градостроительных нужд системы постепенно пришли на рынок в 90-е гг. Возможности этих систем, ставших известными как CAD/GIS-системы, простирались за пределы обычной замены ручного черчения и таким образом позволили им стать инструментами, необходимыми градостроителям.
Наиболее ценной составляющей GIS являются данные, которые грубо могут быть подразделены на три типа.
Во-первых, это данные координатного характера, описывающие геометрию той или иной области пространства с помощью пикселов, организованных в матрицу. (Сегодня слово "пиксел" используется как самостоятельное существительное, но вообще-то это - аббревиатура, расшифровывающаяся как "picture element". Это дискретная кодированная единица, зерно, совокупность которых и представляет собой изображение.) Каждый пиксел имеет численное значение, соответствующее его цветовым, яркостным и пространственным характеристикам. Между отдельными пикселами не существует никаких логических зависимостей.
Во-вторых, это векторные данные, описывающие пространственные объекты с использованием базовых графических элементов (точек, линий, поверхностей). Между координатами опорных точек существует пространственная зависимость. Поэтому векторные данные в основном не масштабируемы. Возможно виртуальное моделирование бесконечных структур и топологических сред.
В-третьих, это объектные данные, описывающие свойства геометрических и иных объектов. Совокупность этих данных представляет негеометрическое содержание информационной системы.
С течением времени цена сбора геоданных стала превышать первоначальную цену, за которую приобретаются вычислительные и программные средства.
Сегодня существует обширная гамма форматов, в которых определяются векторные, координатные и объектные данные: DWG, DXF SQD, Shape, EDBS, BGRUND, DFK, TIFF, GeoTIFF, GIF и JPEG - вот лишь некоторые из них.
Способность геоинформационной системы обмениваться данными с разнообразными внешними системами (в частности, с системами, являющимися приложениями GIS) и представлять эти данные в доступной и удобной для пользователя форме есть, таким образом, решающий фактор экономичности GIS.
Термин "передача данных" (или трансфер) означает движение информации от одной системы к другой посредством механизма, известного как интерфейс. Данный процесс может осуществляться с использованием как стандартных форматов, так и форматов, специально разработанных производителями программного обеспечения.
В любом случае нет гарантии, что при передаче данных не произойдет частичной их утраты. Теоретически возможен трансфер без потери данных, так как различные системы имеют дело с различными объектами. На практике же это касается данных, описывающих только плоские структуры.
Исходя из этого, "Open GIS Consortium" (OGS) рассматривает интероперабельное взаимодействие геоинформационных систем как наилучшее из возможных решений. Эта организация, способствовавшая созданию почти всех производителей программного обеспечения, имеющего отношение к GIS-среде, использует такую платформу, как Distributed computer platform (DCP), а также стандартизированные вопросы и ответы. Это делает возможным использование внутренними приложениями данных внешних систем.
Столь же просты вопросы и ответы для платформ ODBC/SQL, OLE/COM и CORBA. Ответы объектно-структурированы. Все объектные данные передаются с полной геометрией. Геоинформационные системы, являющиеся совместимыми с концепцией OGS, способны передавать информацию без потери данных независимо от того, какой формат разработает для себя конкретный производитель программного обеспечения.
Сегодня из систем, относящихся к городскому планированию, широкое применение имеет программа, разработанная в конце 80-х гг. и называемая StadtCAD Hippodamos. Одинаково успешно эта интегративная CAD/GIS-система работает с данными как форматов, свойственных ранним версиям AutoCAD-платформ, так и форматов, разработанных позднее для универсально (то есть независимо от отрасли) применяемой платформы AutoCADmap. С середины 2000 г. программа StadtCAD Hippodamos доступна в качестве специализированного средства городского планирования на сервере геоданных, работающем на основе ORACLE. Совместимость с концепцией OGS обеспечивает свободный обмен данными с самыми различными GIS-программами.
"Геоинформационная система - это компьютеризированная система, состоящая из электронных устройств, программного обеспечения, баз данных и различных приложений. Данная система позволяет осуществлять цифровую запись, редактирование, хранение, реорганизацию, моделирование, анализ, а также представление как в алфавитно-цифровой, так и в графической форме пространственных данных." Таково определение GIS, предложенное авторами Биллем и Фричем в их труде 1991 г. Однако эффективное использование геоданных возможно лишь в случае интероперабельности данных.
В соответствии с опубликованными в апреле 2000 г. результатами исследований, которые провел творческий коллектив "Computers in urban planning work group", муниципалитеты всех населенных пунктов земли Баден-Вюртемберг с более чем 10-тысячным населением оснащены CAD- и GIS-системами.
Термин "CAD" (сomputer aided design) появился в конце 50-х гг. и первоначально относился лишь к компьютерному черчению в составе такой технологии, как автоматическое изготовление различных деталей на станках с программным управлением.
Более широкая интерпретация термина относится к периоду активизации разработки новых программ и методов проектирования. Первоначально используемые в машиностроении, позже - и в других отраслях промышленности, методы CAD стремительно вытесняли ручные процессы конструирования и проектирования. В 70-80-е гг. волна компьютеризации достигла, наконец, архитектурных и градостроительных мастерских.
Возможности первых CAD-систем были существенно ограничены и не простирались далее изображения основных геометрических элементов (точек, линий, в частности, окружностей и дуг) в декартовой системе координат, манипуляций с ними (сдвиг, поворот, масштабирование, зеркальное отображение, копирование) и их измерения. Можно сказать, что на данном этапе системы эти были не более "умными", чем обычная чертежная доска.
Специально разработанные для градостроительных нужд системы постепенно пришли на рынок в 90-е гг. Возможности этих систем, ставших известными как CAD/GIS-системы, простирались за пределы обычной замены ручного черчения и таким образом позволили им стать инструментами, необходимыми градостроителям.
Наиболее ценной составляющей GIS являются данные, которые грубо могут быть подразделены на три типа.
Во-первых, это данные координатного характера, описывающие геометрию той или иной области пространства с помощью пикселов, организованных в матрицу. (Сегодня слово "пиксел" используется как самостоятельное существительное, но вообще-то это - аббревиатура, расшифровывающаяся как "picture element". Это дискретная кодированная единица, зерно, совокупность которых и представляет собой изображение.) Каждый пиксел имеет численное значение, соответствующее его цветовым, яркостным и пространственным характеристикам. Между отдельными пикселами не существует никаких логических зависимостей.
Во-вторых, это векторные данные, описывающие пространственные объекты с использованием базовых графических элементов (точек, линий, поверхностей). Между координатами опорных точек существует пространственная зависимость. Поэтому векторные данные в основном не масштабируемы. Возможно виртуальное моделирование бесконечных структур и топологических сред.
В-третьих, это объектные данные, описывающие свойства геометрических и иных объектов. Совокупность этих данных представляет негеометрическое содержание информационной системы.
С течением времени цена сбора геоданных стала превышать первоначальную цену, за которую приобретаются вычислительные и программные средства.
Сегодня существует обширная гамма форматов, в которых определяются векторные, координатные и объектные данные: DWG, DXF SQD, Shape, EDBS, BGRUND, DFK, TIFF, GeoTIFF, GIF и JPEG - вот лишь некоторые из них.
Способность геоинформационной системы обмениваться данными с разнообразными внешними системами (в частности, с системами, являющимися приложениями GIS) и представлять эти данные в доступной и удобной для пользователя форме есть, таким образом, решающий фактор экономичности GIS.
Термин "передача данных" (или трансфер) означает движение информации от одной системы к другой посредством механизма, известного как интерфейс. Данный процесс может осуществляться с использованием как стандартных форматов, так и форматов, специально разработанных производителями программного обеспечения.
В любом случае нет гарантии, что при передаче данных не произойдет частичной их утраты. Теоретически возможен трансфер без потери данных, так как различные системы имеют дело с различными объектами. На практике же это касается данных, описывающих только плоские структуры.
Исходя из этого, "Open GIS Consortium" (OGS) рассматривает интероперабельное взаимодействие геоинформационных систем как наилучшее из возможных решений. Эта организация, способствовавшая созданию почти всех производителей программного обеспечения, имеющего отношение к GIS-среде, использует такую платформу, как Distributed computer platform (DCP), а также стандартизированные вопросы и ответы. Это делает возможным использование внутренними приложениями данных внешних систем.
Столь же просты вопросы и ответы для платформ ODBC/SQL, OLE/COM и CORBA. Ответы объектно-структурированы. Все объектные данные передаются с полной геометрией. Геоинформационные системы, являющиеся совместимыми с концепцией OGS, способны передавать информацию без потери данных независимо от того, какой формат разработает для себя конкретный производитель программного обеспечения.
Сегодня из систем, относящихся к городскому планированию, широкое применение имеет программа, разработанная в конце 80-х гг. и называемая StadtCAD Hippodamos. Одинаково успешно эта интегративная CAD/GIS-система работает с данными как форматов, свойственных ранним версиям AutoCAD-платформ, так и форматов, разработанных позднее для универсально (то есть независимо от отрасли) применяемой платформы AutoCADmap. С середины 2000 г. программа StadtCAD Hippodamos доступна в качестве специализированного средства городского планирования на сервере геоданных, работающем на основе ORACLE. Совместимость с концепцией OGS обеспечивает свободный обмен данными с самыми различными GIS-программами.
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 50 за 2000 год в рубрике технологии
